[發明專利]過電壓保護裝置

在審

• 申請號: 201580083248.1
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN108370154A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 杜志德;秦傳芳;杜堯生
• 申請（專利權）人: 力特半導體(無錫)有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H01C7/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 周陽君

過電壓保護裝置(100)可以包括：具有第一表面(114)和第二表面(116)的金屬氧化物變阻器(MOV)(102)；具有第一外表面(126)和第二外表面(128)并且包括半導體消弧裝置(104)的半導體基板(202)，半導體消弧裝置(104)包括布置為彼此電串聯的多個半導體層，半導體基板(202)安置在金屬氧化物變阻器(102)的第一側上；安置在MOV(102)的第二表面(116)和半導體基板(202)的第一外表面(126)之間的導電區域(124)；安置在MOV(102)的第一表面(114)上的第一電觸件(120)；以及安置在半導體基板(202)的第二外表面(128)上的第二電觸件(122)。

技術領域

實施例涉及電路保護裝置領域，并且更具體地涉及用于防止過電壓事件的半導體裝置。

背景技術

半導體裝置被廣泛地用于通過利用P/N結的特性來提供針對瞬變條件(諸如瞬變過電壓事件或電涌事件)的保護。目前，在市場中廣泛地部署了兩種主要類型的分立電路保護技術。這些可以被稱為消弧(crowbar)裝置和鉗位(clamping)裝置。鉗位裝置的示例包括通常制造成金屬氧化物變阻器(MOV)的變阻器，以及齊納(Zener)二極管。在這些裝置中的任一個中，可以將電壓鉗位至特定鉗位裝置的電平特性。使用鉗位裝置的缺點是對高鉗位電壓(通常是隔絕(standoff)電壓的1.6倍至2.5倍)的相對慢速響應。此外，MOV裝置中可能存在高泄漏電流，并且自熱耗散可能加速老化并且導致MOV不適合耐受多次電涌事件。當達到某個電壓時，消弧類型裝置返回至較低電壓級。關于消弧裝置的使用的一個問題是這些裝置在沒有重置的情況下不會返回至低泄漏狀態，或者直到通過裝置的電流返回至其保持電流的低電平特性才返回至低泄漏狀態。

相對于這些以及其他問題提供了本公開。

發明內容

在一個實施例中，過電壓保護裝置可以包括：金屬氧化物變阻器(MOV)，其具有第一表面和第二表面；半導體基板，其具有第一外表面和第二外表面并且包括半導體消弧裝置，該半導體消弧裝置包括布置為彼此電串聯的多個半導體層，半導體基板安置在金屬氧化物變阻器的第一側上；導電區域，其安置在MOV的第二表面和半導體基板的第一外表面之間；第一電觸件，其安置在MOV的第一表面上；以及第二電觸件，其安置在半導體基板的第二外表面上。

在另一個實施例中，制造過電壓保護裝置的方法可以包括：提供具有第一側和第二側的金屬氧化物變阻器(MOV)；將包括半導體消弧裝置的半導體基板的第一表面附接至第二側；在金屬氧化物變阻器的第一側上形成第一電觸件；以及在半導體基板的與第一表面相對的第二表面上形成第二電觸件，其中金屬氧化物變阻器和半導體消弧裝置彼此電串聯在第一電觸件和第二電觸件之間。

在另外的實施例中，過電壓保護裝置可以包括第一電觸件；電連接到第一電觸件的金屬氧化物變阻器(MOV)；第二電觸件；以及包括多個半導體層的半導體消弧裝置，其中金屬氧化物變阻器和半導體消弧裝置被電串聯地布置在第一電觸件和第二電觸件之間。

附圖說明

圖1A呈現根據本公開的實施例的過電壓保護裝置的一個實現方式的電路表示；

圖1B呈現根據本公開的實施例的過電壓保護裝置的結構的側截面圖；

圖2呈現根據各種實施例的可以形成過電壓保護裝置的一部分的半導體消弧裝置的側截面圖；

圖3A描繪根據一些實施例的封裝之前的過電壓保護裝置；

圖3B描繪封裝之后的圖3A的過電壓保護裝置；

圖4A呈現根據本公開的實施例的用于過電壓保護裝置的示例性電流-電壓曲線；

圖4B呈現過電壓保護裝置的第一組件的示例性電流-電壓曲線；

圖4C呈現過電壓保護裝置的第二組件的示例性電流-電壓曲線；